変異解析 （ターゲットシーケンス）
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次世代シーケンスの中でも「ターゲットシーケンス」は、特定の領域のみを選んで調べる手法を言います。ここではそれを活用される分野や目的、手順などについて、詳しくご紹介しましょう。
変異解析方法
「ターゲットシーケンス」とは
ターゲットシーケンスとは、エクソーム領域よりターゲットを絞った特定遺伝子領域などに焦点を当ててシーケンス解析を行う方法です。対象を絞ることで、費用や時間なども含めたパフォーマンスを向上させられる可能性があります。
代表的なターゲットシーケンスとしては、タンパク質を作る部分のみを集中的に解析する「エクソーム解析」や、カスタムパネル等を用いてより対象を絞った特定の遺伝子のみを調べる「パネル解析」、特定の領域をマルチプレックスPCRで増幅し、PCRアンプリコンをライブラリー化してディープシーケンスを行う「アンプリコンシーケンス」などが挙げられます。
ターゲットシーケンスが
活用できる研究分野・
目的の具体例
ターゲットシーケンスは、医療や環境、生物化学など幅広い分野で活用されます。例えばがんと関係が深いと思われる遺伝子に絞って解析することで、ごく少量の異常であっても高感度に発見できる「がん遺伝子シーケンス」などが挙げられるでしょう。
- 希少疾患のターゲットシーケンス・複雑な疾患研究
- 医薬品開発
- ミトコンドリア病研究
- 細胞識別
- 環境DNAシーケンス（生物の多様性を研究し、生態系の変化を監視）
また、それ以外にも上記のような汎用性が見込めます。遺伝子に基づく難病や疾患などの研究が進めば、原因や治療法などに繋がる可能性が広がります。
ターゲットシーケンスの
基本的な手順
ターゲットシーケンスは対象などによっていくつかの種類が存在しますが、ここではエクソン領域に焦点を当てた「エクソーム解析」と仮定して手順をご説明したいと思います。
DNA抽出・ターゲット領域の選択
まず、細胞や組織からDNAを抽出します。
ライブラリー調製
次にDNAを断片化し、アダプターを付けて読み取り可能な形に整え、エクソン領域のみを濃縮します。完了できたら次世代シーケンサーで塩基配列を読み取りましょう。データはFASTQ形式で出力されるのが一般的です。
データ解析
読み取った配列を参照ゲノムと照合し、変異（バリアント）を検出。その後、遺伝的特徴や疾患との関連などを解析します。
次世代シーケンサーの操作にハードルを感じ、受託サービスを検討する研究者もいるかと思います。操作不要であることや初期費用の観点から受託サービスを選択するケースもありますが、運用頻度や研究体制によっては、装置を購入した方がメリットが大きい場合もあります。
当サイトでは受託ではなく購入する価値やはじめて次世代シーケンサーを購入する方におすすめのシステムも解説しているので併せて参考にしてください。
他の方法との比較
ターゲットシーケンスと
全ゲノムシーケンスの違い
ターゲットシーケンスと比較されやすい方法として、「全ゲノムシーケンス」があります。これはゲノム全体を網羅的に解析できるのが特徴です。
ただし、対象を絞って解析するターゲットシーケンスに比べ、特にヒトに対する全ゲノムシーケンスは費用的にも時間的にも膨大なコストがかかります。一方で、ウイルスやバクテリアなど限られた病原体に関してはもともとゲノムサイズが小さいため、全ゲノムシーケンスを行いやすい傾向があるようです。
ターゲットシーケンスの
主な手法
ターゲットシーケンスには、目的の領域を集める方法として以下の種類が存在します。
ハイブリダイゼーション法
ターゲット領域と相補的なプローブ（捕捉用のDNA）を利用して、関心のある領域だけを“引き抜くように”選択する方法です。エクソーム解析や大規模遺伝子パネルなど、比較的広い領域を均一に捕捉したい場合に適しています。均質性が高く、網羅的なターゲット領域の回収が可能で、変異解析の信頼性を高められる点が特長です。
アンプリコン法（PCR法）
アンプリコン法は、特定領域をPCRで増幅してからシーケンスする方法です。少量のサンプルでも実施しやすく、狭い領域の解析や低頻度変異の検出に向いています。設計したプライマーに基づいてターゲットのみを増幅するため、コストを抑えながら高感度の解析が可能です。
ターゲットシーケンスは、目的の領域のみを解析できる効率的な手法です。解析したい対象や目的に応じて適切な手法を選ぶことで、貴重な時間、サンプル、費用を効果的に使用することができます。どの手法がよいか迷われたときは、お気軽にイルミナまでお問合せください。
「次世代シーケンサーのすゝめ」
次世代シーケンサーは未来の研究や製品開発の可能性を広げる重要な装置です。しかし、初めて次世代シーケンサーを導入する方にはハードルが高く感じられるケースも少なくありません。
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